CN104678887A - 混合料产品制造系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种混合料产品制造方法，该方法通过对金属主料和塑胶件配合的部分进行高精度检测，再把该金属主料放入到塑胶成型机中使塑胶件配合成型，通过高温使塑胶件和金属件自动粘合在一起，实现组装，再将组装后的金属件和塑胶件放入多轴数控机床中，通过数控机床上的扫描设备检测金属件的基准，再把成型前测量的尺寸平移到该基准，在该基准下通过CNC加工塑胶件的标准尺寸。本发明还提供一种混合料产品制造系统。本发明将金属件放入成型机中和塑胶件一起成型以避免组装环节，再通过成型前对金属件重点尺寸检测，成型后根据该重点尺寸生成补偿值补偿给数控机床，通过数控机床达到高精度加工配合塑件的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种产品生产制造系统及方法，尤其涉及一种混合料产品制造系统及方法。
背景技术
3C产品，即计算机（Computer）、通信（Communication）和消费类电子产品（ConsumerElectronics），其制造原材料的使用目前越来越多使用混合料，一般以金属为主，塑胶件为辅助，参阅图1所示，这样兼顾了金属料的坚固及塑胶件的轻便和信号的穿透性等优点。
然而，混合料的加工比较复杂，且金属与塑胶件有不一样的特性，容易造成组装环节不容易装配。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种混合料产品制造方法及系统，能够高精度制造及装配混合料产品。
一种混合料产品制造方法，用于加工由金属主件和塑胶配件组成的混合料产品，应用于计算设备中。该方法包括：点云获取步骤：获取金属主件上与塑胶配件配合部分的轮廓的点云数据；对齐步骤：将组装后的金属主件与塑胶配件固定在一台数控机床后，检测金属主件的基准以计算出金属主件所在的坐标系，并将上述扫描的点云数据平移到该坐标系；拟合步骤：将上述点云数据拟合成曲线；计算步骤：计算塑胶配件中预设的需要加工的元素特征点到该拟合曲线的距离，根据上述计算出来的距离与对应的标准距离计算出所述元素特征点的距离偏差值；及更新步骤：将该距离偏差值补偿给数控机床，对数控机床中的加工程序中设定的所述元素特征点的坐标进行补偿，以更新所述加工程序，从而使得数控机床利用更新后的加工程序对所述塑胶配件进行精确裁切加工。
一种混合料产品制造系统，用于加工由金属主件和塑胶配件组成的混合料产品，运行于计算设备中。该系统包括：点云获取模块，用于获取金属主件上与塑胶配件配合部分的轮廓的点云数据；对齐模块，用于将组装后的金属主件与塑胶配件固定在一台数控机床后，检测金属主件的基准以计算出金属主件所在的坐标系，并将上述扫描的点云数据平移到该坐标系；拟合模块，用于将上述点云数据拟合成曲线；计算模块，用于计算塑胶配件中预设的需要加工的元素特征点到该拟合曲线的距离，根据上述计算出来的距离与对应的标准距离计算出所述元素特征点的距离偏差值；及更新模块，用于将该距离偏差值补偿给与所述计算设备通讯连接的数控机床，对数控机床中的加工程序中设定的所述元素特征点的坐标进行补偿，以更新所述加工程序，从而使得该数控机床利用更新后的加工程序对所述塑胶配件进行精确裁切加工。
相较于现有技术，本发明所述的混合料产品制造系统及方法通过对金属主料和塑胶件配合的部分进行高精度检测，再把该金属主料放入到塑胶成型机中使塑胶件配合成型，通过高温使塑胶件和金属件自动粘合在一起，实现组装，再将组装后的金属件和塑胶件放入数控机床中，通过数控机床的扫描设备，如CCD（电荷耦合元件，Charge-coupled Device）组件检测金属件的基准，再把成型前测量的尺寸平移到该基准，在该基准下通过CNC加工塑胶件的标准尺寸，达到高精度加工的目的。
附图说明
图1是一个由金属主件和塑胶配件构成的电子产品的示意图。
图2是本发明混合料产品制造系统较佳实施例的应用环境示意图。
图3是本发明混合料产品制造系统较佳实施例的硬件架构示意图。
图4是本发明混合料产品制造系统较佳实施例的功能模块图。
图5是本发明混合料产品制造方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
| 计算设备 | 1 |
| 混合料产品制造系统 | 10 |
| 存储设备 | 11 |
| 处理器 | 12 |
| 显示设备 | 13 |
| 点云获取模块 | 100 |
| 对齐模块 | 101 |
| 拟合模块 | 102 |
| 计算模块 | 103 |
| 更新模块 | 104 |
| 检测设备 | 2 |
| 装夹治具 | 20 |
| 扫描模块 | 21 |
| 成型机 | 3 |
| 数控机床 | 4 |
| 产品定位夹持治具 | 40 |
| 扫描设备 | 41 |
| 多轴加工设备 | 42 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图2所示，是本发明混合料产品制造系统较佳实施例的应用环境示意图。所述应用环境包括：安装并执行所述混合料产品制造系统10的计算设备1，用于扫描混合料产品中金属主件上与塑胶配件配合的部分，得到其轮廓的点云数据的检测设备2，用于成型塑胶配件的成型机3，以及用于精确加工塑胶配件的数控机床（计算机数字控制机床，Computernumerical control）4。所述检测设备2进一步包括用于固定所述金属主件的装夹治具20及用于扫描所述金属主件上与塑胶配件配合的部分，得到其轮廓的点云数据的扫描模块21。该扫描模块21可以是一个CCD（电荷耦合元件，Charge-coupled Device）模块。所述数控机床4包括用于固定组装后的金属主件上与塑胶配件的产品定位夹持治具40，用于检测金属主件的基准的扫描设备41及用于对塑胶配件进行精确加工的多轴加工设备42。所述扫描设备41也可以是一个CCD模块。
参阅图3所示，本发明混合料产品制造系统较佳实施例的硬件架构示意图。如上所述，本发明所述的混合料产品制造系统10安装并运行于计算设备1上。所述计算设备1可以是计算机等具有数据处理功能的电子设备。所述的计算设备1还包括存储设备11、处理器12，及显示设备13。
所述的混合料产品制造系统10包括多个由程序段所组成的功能模块（详见图4），用于混合料产品的组装与精加工。
所述存储设备11用于存储所述混合料产品制造系统10中各个程序段的程序代码。该存储设备11可以为智能媒体卡（smart media card）、安全数字卡（secure digital card）、快闪存储器卡（flash card）等储存设备。
所述处理器12用于执行所述混合料产品制造系统10中各个程序段的程序代码，以实现混合料产品制造系统10的中各功能模块的功能（详见图3中描述）。
所述的显示设备13用于显示计算设备1的可视化数据。
如图4所示，是本发明混合料产品制造系统较佳实施例的功能模块图。所述的混合料产品制造系统10包括点云获取模块100、对齐模块101，拟合模块102，计算模块103及更新模块104。
如上所述，以上各模块均以程序代码或指令的形式存储在计算设备1的存储设备11中或固化于该计算设备1的操作系统中，并由该计算设备1的处理器12所执行。以下结合图5对混合料产品制造系统10中的各功能模块进行详细说明。
参阅图5所示，是本发明混合料产品制造方法较佳实施例的流程图。
步骤S10，把金属主件固定到检测设备2的装夹治具20上，通过检测设备2的扫描模块21对和金属主件上与塑胶配件配合的部分进行轮廓扫描，并由混合料产品制造系统1的点云获取模块100得到该轮廓的点云数据。
如上所述，扫描模块21可以为一个CCD模块。该CCD模块获取所述金属主件上与塑胶配件配合部分的影像，传送给所述点云获取模块100。该点云获取模块100通过二值化处理将该影像转换为黑白影像，在该黑白影像中根据像素值的变化找出其中的轮廓点，得到轮廓点的坐标数据。例如，黑白影像中0代表白色，1代表黑色，该黑白影像某一行的像素值分别是（P0=0，P1=0，P2=1，P3=1，P4=1，P5=1，P6=1，P8=1，P9=1），则点P2为轮廓点。
步骤S11，把金属主件放入到成型机3的塑模模具中成型与其配合的塑胶配件，通过高温使塑胶配件和金属主件自动粘合在一起，实现组装。本实施例中，所述塑模模具选择比正常型号大一号，以便后续高精度裁切。
步骤S12，将组装后金属主件和塑胶配件固定在数控机床4的产品定位夹持治具40上，通过数控机床4上的扫描设备41检测金属主件的基准，并传送给混合料产品制造系统10的对齐模块101。该对齐模块101计算出金属主件所在的坐标系，并将上述扫描的点云数据平移到该坐标系。
所述金属主件的基准是指金属主件上预定的一个基准面、一个基准轴以及一个基准点。所述对齐模块101根据该基准面、基准轴以及基准点可以计算出金属主件所在的坐标系，并通过旋转、平移等操作，将上述轮廓的点云数据的坐标系平移以与该坐标系重合。
步骤S13，拟合模块102将上述点云数据拟合成曲线，并由计算模块103计算塑胶配件中预设的需要加工的元素特征点到该拟合曲线的距离。
步骤S14，计算模块103进一步根据上述计算出来的距离与对应的标准距离计算出所述元素特征点的距离偏差值，并由更新模块104将该距离偏差值补偿给数控机床4，对数控机床4中的加工程序中设定的所述元素特征点的坐标进行补偿，以更新所述加工程序。
步骤S15，数控机床4利用更新后的加工程序对所述塑胶配件进行精确裁切加工。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种混合料产品制造方法，用于加工由金属主件和塑胶配件组成的混合料产品，应用于计算设备中，其特征在于，该方法包括：
点云获取步骤：获取金属主件上与塑胶配件配合部分的轮廓的点云数据；
对齐步骤：将组装后的金属主件与塑胶配件固定在一台数控机床后，检测金属主件的基准以计算出金属主件所在的坐标系，并将上述扫描的点云数据平移到该坐标系；
拟合步骤：将上述点云数据拟合成曲线；
计算步骤：计算塑胶配件中预设的需要加工的元素特征点到该拟合曲线的距离，根据上述计算出来的距离与对应的标准距离计算出所述元素特征点的距离偏差值；及
更新步骤：将该距离偏差值补偿给数控机床，对数控机床中的加工程序中设定的所述元素特征点的坐标进行补偿，以更新所述加工程序，从而使得数控机床利用更新后的加工程序对所述塑胶配件进行精确裁切加工。
2.如权利要求1所述的混合料产品制造方法，其特征在于，所述点云获取步骤之前包括：
把金属主件固定到一个检测设备的装夹治具上，通过该检测设备的扫描模块对和金属主件上与塑胶配件配合的部分进行轮廓扫描。
3.如权利要求2所述的混合料产品制造方法，其特征在于，所述点云获取步骤包括：
得到所述金属主件上与塑胶配件配合部分的扫描影像；及
通过二值化处理将该影像转换为黑白影像，在该黑白影像中根据像素值的变化找出其中的轮廓点，得到轮廓点的坐标数据。
4.如权利要求1所述的混合料产品制造方法，其特征在于，该方法还包括：
把所述金属主件放入到成型机的塑模模具中成型与其配合的塑胶配件，通过高温使塑胶配件和金属主件自动粘合在一起，实现组装。
5.如权利要求1所述的混合料产品制造方法，其特征在于，所述金属主件的基准是指金属主件上预定的一个基准面、一个基准轴以及一个基准点，根据该基准面、基准轴以及基准点计算出所述金属主件所在的坐标系。
6.一种混合料产品制造系统，用于加工由金属主件和塑胶配件组成的混合料产品，运行于计算设备中，其特征在于，该系统包括：
点云获取模块，用于获取金属主件上与塑胶配件配合部分的轮廓的点云数据；
对齐模块，用于将组装后的金属主件与塑胶配件固定在一台数控机床后，检测金属主件的基准以计算出金属主件所在的坐标系，并将上述扫描的点云数据平移到该坐标系；
拟合模块，用于将上述点云数据拟合成曲线；
计算模块，用于计算塑胶配件中预设的需要加工的元素特征点到该拟合曲线的距离，根据上述计算出来的距离与对应的标准距离计算出所述元素特征点的距离偏差值；及
更新模块，用于将该距离偏差值补偿给与所述计算设备通讯连接的数控机床，对数控机床中的加工程序中设定的所述元素特征点的坐标进行补偿，以更新所述加工程序，从而使得该数控机床利用更新后的加工程序对所述塑胶配件进行精确裁切加工。
7.如权利要求6所述的混合料产品制造系统，其特征在于，所述计算设备与一台检测设备通讯连接，该检测设备包括用于固定该金属主件的装夹治具，及对和金属主件上与塑胶配件配合的部分进行轮廓扫描的扫描模块。
8.如权利要求7所述的混合料产品制造系统，其特征在于，所述点云获取模块得到所述金属主件上与塑胶配件配合部分的扫描影像，并通过二值化处理将该影像转换为黑白影像，在该黑白影像中根据像素值的变化找出其中的轮廓点，得到轮廓点的坐标数据。
9.如权利要求6所述的混合料产品制造系统，其特征在于，所述计算设备与一台成型机通讯连接，以将所述金属主件放入该成型机的塑模模具中成型与其配合的塑胶配件，通过高温使塑胶配件和金属主件自动粘合在一起，实现组装。
10.如权利要求7所述的混合料产品制造系统，其特征在于，所述金属主件的基准是指金属主件上预定的一个基准面、一个基准轴以及一个基准点，根据该基准面、基准轴以及基准点计算出所述金属主件所在的坐标系。
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